全 文 :施肥对新银合欢幼苗抗旱适应性的影响
*
徐建霞1 王建柱1,2 李 磊1 许文年2
(1. 三峡大学 生物与制药学院,湖北 宜昌 443002;2. 三峡库区生态环境教育部工程研究中心,三峡大学,湖北 宜昌 443002)
摘要:新银合欢是水利水电工程边坡修复中最常用的物种之一。采用室内控制方法研究施肥条件对新银合欢幼苗抗
旱性的影响。结果表明:在水分充足条件下,施肥可以促进新银合欢幼苗的快速生长和生物量的积累;干旱条件下,随
着施肥量的增加,新银合欢幼苗植株的叶绿素 a /b、可溶性糖、游离脯氨酸和 SOD 含量均快速增加,而电导率和 MDA
却显著下降,这些指标均显示氮肥的添加可以显著提高新银合欢幼苗对干旱的适应性。但当施肥量超过 1. 72 g /株
时,各项生理指标又呈反向变化趋势,说明过多施加氮肥会加剧新银合欢幼苗的水分利用难度。因此,施加氮肥可以
有效提高新银合欢幼苗对干旱的适应性,但施肥量不宜超过 1. 72 g /株。
关键词:新银合欢;干旱胁迫;施肥;抗旱性
THE INFLUENCE OF FERTILIZATION ON DROUGHT RESISTANCE ADAPTABILITY OF
LEUCAENA LEUCOCEPHALA SEEDLINGS
Xu Jianxia1 Wang Jianzhu1,2 Li Lei1 Xu Wennian2
(1. College of Biological and Pharmaceutical Sciences,Three Gorges University,Yichang 443002,China;
2. Engineering Research Center of Eco-Environment in the Three Gorges Reservoir Region,Ministry of
Education,Three Gorges University,Yichang 443002,China)
Abstract:Leucaena leucocephala is one of the most common species using in hydropower engineering slope repair. In the
paper,control experiments were executed to study the impact of fertilization conditions on Leucaena leucocephala drought
resistance. Our results showed that fertilization could promote rapid growth and biomass accumulation of L. leucocephala
seedlings under well-watered condition. While under drought condition,L. leucocephala seedlings ' chlorophyll a /b,soluble
sugar,free proline and SOD levels were increased sharply along with the increasing nitrogen. However the electrical
conductivity and MDA was decreased accordingly. Results indicated that adding nitrogen could significantly improve the
drought resistance adaptability of L. leucocephala seedlings. When the additive amount of fertilizer was more than 1. 72 gram
for each plant,the trends of physiological indicators were reversed,indicating that excessive nitrogen added would increase the
water utilizing difficulty of L. leucocephala seedlings. Therefore,additive nitrogen fertilizer could effectively improve the
drought adaptability of L. leucocephala seedlings,but additive amount of N-fertilizer should not exceed 1. 72 gram per unit.
Keywords:Leucaena leucocephala;drought stress;fertilization;drought resistance
* 国家自然科学基金 (51179094);“十二五”科技支撑项目
(2012BAC06B02 - 04)。
收稿日期:2016 - 01 - 12
水利水电工程的开发建设给社会经济带来效益
的同时,在建设过程中由于开挖路堑、填筑路堤,不可
避免地导致大量的林地、草丛、农田等植被损毁,在公
路和水库两旁出现了大面积裸露边坡[1],直接或间
接带来了一系列负面的生态环境问题,诸如水体污
染、水土流失、生境改变、生物多样性下降、边坡大面
积滑坡、环境污染及人体健康等问题;水利水电工程
边坡修复是保护水环境安全,防止水土流失,维持区
域生物多样性的必要手段。植被是边坡生态修复的
主体,也是边坡修复成败的关键。生态修复植被不仅
可以涵养水源、减少水土流失,还可以有效地净化空
气、保护生态、美化环境,具有生态效益和社会效
益[2,3]。但水电工程形成的边坡环境往往比较恶劣,
如长期处于干旱状态、土壤贫瘠甚至缺失等,使得大
部分植物因难以适应这种生境而无法正常生长,最终
799
环 境 工 程
2016 年第 34 卷增刊
导致死亡。生态修复植被需要一定的微环境条件,其
中水分、养分、土壤是最关键的因子。在当前的边坡
生态修复工程中,由于人为添加的基质营养丰富,植
被在工程前期往往生长良好,能达到较好的护坡效
果。但多数边坡无固定养护,随着时间的推移,养分
的流失,水分的不足,使得边坡生态修复工程“一年
绿,两年黄,三年枯,四年死”的现象普遍存在,护坡
效果难以持久[4]。因此,研究生态修复植被的生态
适应性,筛选出既抗旱又耐贫瘠、适于裸露边坡环境
复杂多变条件下生长的最佳适生树种尤为重要。
新 银 合 欢 (Leucaena leucocephala)为 豆 科
(Leguminosae)银合欢属(Leucaena)适生性强的多年
生常绿乔木,主根发达,有根瘤菌,可以固氮和提高土
壤肥力,是理想的水土保持作物和木本绿肥植物。近
年来,作为金沙江干热河谷生态恢复初期的先锋树
种,得到了广泛应用,并显著改善了当地生态系统的
微环境,为后继物种的入侵和定居创造了条件[5]。
目前针对新银合欢的研究,一方面主要集中在营养成
分及饲用功能,如陈秀兰对新银合欢营养成分的分
析,余雪梅也对其常规营养进行了成分分析和氨基酸
测定等[6,7];另一方面研究了新银合欢对土壤的适应
性和根系生长对土壤抗侵蚀能力的影响,研究表明新
银合欢能在土层薄瘠、水肥条件差的偏酸性土地上生
长[8],而且新银合欢表层根系对土壤抗侵蚀、土团抗
崩解能力有明显加强作用[9];也有研究新银合欢生
长对土壤理化性质的改变,如郭甜等人通过田间定位
试验,探讨了新银合欢篱对紫色土土壤有机碳积累的
影响,结果表明定植新银合欢篱利于土壤有机碳固
持,且能增强土壤微生物活性,提高土壤质量[10]等。
但针对新银合欢对水分适应性的研究鲜有报导,尤其
是施肥对其水分适应及其抗旱性影响研究更少。本
文以金沙江溪洛渡库区土壤为基土,通过盆栽新银合
欢幼苗研究施肥对其抗旱性的影响,了解新银合欢抗
旱机理,干旱适应特点;通过新银合欢幼苗对施肥量
的响应,确定其在受到干旱胁迫时需要施肥的最佳
值,为生态修复的新银合欢生态系统的前期管理提供
科学依据。
1 实验部分
1. 1 实验设计
实验地点位于三峡大学生态学实验温棚(30°
4326N,111°1837E,海拔 134 m)。实验期间最高
气温为 51 ℃,最低气温为 16. 5 ℃,平均气温为 25. 2 ℃。
最高相对湿度为 64%,最低相对湿度为 31%,平均相
对湿度为 40%。2015 年 3 月种植于内径 25 cm,高
30 cm的塑料花盆中,供试土壤为金沙江溪洛渡库区
土壤,基本理化性质:全氮含量 1. 041 g /kg,有机质
14. 82 g /kg,全磷含量 0. 896 g /kg,pH值 7. 3(水土比
为 1∶ 2. 5)。依据第二次全国土壤普查对土壤营养水
平的划分标准(表 1),供试土壤有机质含量处于中等
偏低水平(级别 4),氮含量处中等水平(级别 3),磷
含量处于中等偏高水平(级别 2)。供试土壤经过充
分混合,随机分装于花盆中。所有花盆均放在同一个
温棚隔间。待幼苗长至 16 cm 左右时开始实验。对
于水分条件,实验设正常浇水组(土壤含水量维持在
田间持水量的 75%左右)和干旱胁迫组(实验前一天
正常浇水,从实验开始到实验结束的中间过程不浇
水)两个实验组;实验过程中进行施加氮肥干预,设 4
个施肥梯度:不施氮 CK(N0)、低氮(N1)、中氮(N2)、
高氮(N3),其比例为 0∶ 1∶ 2∶ 3。N1 为 0. 86 g /株。氮
肥选用硫酸铵(含 N 21%),施用量见表 2。
表 1 土壤养分分级标准
项目
养分级别
1 2 3 4 5 6
有机质 >40. 0 30. 0 ~ 40. 0 20. 0 ~ 30. 0 10. 0 ~ 20. 0 6. 0 ~ 10. 0 < 6. 0
全氮 > 2. 0 1. 5 ~ 2. 0 1. 0 ~ 1. 5 0. 75 ~ 1. 0 0. 5 ~ 0. 75 < 0. 5
全磷 > 1. 0 0. 8 ~ 1. 0 0. 6 ~ 0. 8 0. 4 ~ 0. 6 0. 2 ~ 0. 4 < 0. 2
表 2 新银合欢幼苗施肥方案 g /株
次数 时间
CK 施肥量 N
N0 N1 N2 N3
1 06 - 04 0 0. 172 0. 344 0. 516
2 06 - 14 0 0. 172 0. 344 0. 516
3 06 - 24 0 0. 172 0. 344 0. 516
4 07 - 04 0 0. 172 0. 344 0. 516
5 07 - 14 0 0. 172 0. 344 0. 516
合计 0 0. 86 1. 72 2. 58
1. 2 测定方法
抗旱性相关指标测定参照李合生的方法[11],电
导率的测定采用电解质渗量法;叶绿素含量采用丙酮
浸提法测定;可溶性糖含量的测定采用蒽酮比色法;
游离氨基酸测定采用茚三酮溶液显色法;SOD 含量
的测定采用氮蓝四唑(NBT)法;丙二醛(MDA)含量
采用硫代巴比妥酸比色法测定。此外用米尺对植株
高度、冠幅等指标进行测量,并观察记录植株叶片、分
枝等形态生长特征。
1. 3 数据处理
利用 Excel 2007 进行各测定指标的计算以及数
据整理,利用 SPSS 17. 0 统计分析软件采用单因素方
899
环 境 工 程
2016 年第 34 卷增刊
差分析(One way ANOVA 方法)中的 LSD 进行显著
性检验及多重比较,对不同水分条件下施肥植被生理
数据进行显著性分析,设定显著性水平 α = 0. 05;采
用 Origin8. 1 进行绘图。
2 结果与分析
2. 1 不同土壤水分施肥条件下植株的生长及生物量
苗高是最容易测定的形态指标,也是植株生长状
态的最直观表现。在不同土壤水分和不同氮肥条件
下,各组新银合欢植株出现了不同的生长趋势(表
3)。新银合欢幼苗在正常浇水条件下的生长势明显
优于在干旱胁迫条件下的生长势:实验初期,正常浇
水组的平均株高为 15. 48 cm,实验结束时,平均株高
为 48. 35 cm,植株在实验期间增高了 32. 13 cm;干旱
胁迫组实验初期平均株高为 16. 35 cm;实验结束时,
平均株高为 34. 44 cm,植株在实验期间增高了
18. 09 cm。说明新银合欢幼苗对干旱胁迫反应敏感。
施肥量对新银合欢幼苗生长的影响,在浇水和干旱条
件下也表现不一。正常浇水条件下,苗高生长量大小
顺序为中氮组(N2)>高氮组(N3)>低氮组(N1)>
对照组(CK);在干旱条件下,随氮素浓度的增高,苗
高生长量呈显著增加的趋势。
表 3 不同土壤水分施肥条件下植株高度 cm
日期 06 - 04 06 - 14 06 - 24 07 - 04 07 - 14 07 - 24
正常 CK 15. 83 ± 0. 28 20. 10 ± 0. 52 24. 66 ± 0. 58 31. 66 ± 0. 58 36. 00 ± 1. 12 42. 58 ± 0. 23
正常 N1 15. 43 ± 0. 53 20. 63 ± 0. 38 26. 66 ± 0. 45 33. 04 ± 1. 04 39. 52 ± 0. 67 45. 67 ± 0. 68
正常 N2 14. 9 ± 0. 38 19. 76 ± 0. 58 27. 68 ± 0. 26 36. 61 ± 0. 47 44. 06 ± 1. 31 54. 52 ± 0. 87
正常 N3 15. 71 ± 0. 64 19. 22 ± 0. 42 27. 15 ± 0. 36 35. 34 ± 0. 13 42. 87 ± 0. 58 50. 63 ± 0. 64
正常平均 15. 48 ± 0. 62 19. 89 ± 0. 63 26. 54 ± 0. 42 34. 18 ± 0. 56 40. 61 ± 0. 54 48. 35 ± 0. 21
干旱 CK 16. 23 ± 0. 29 18. 35 ± 0. 31 20. 04 ± 0. 50 23. 72 ± 1. 21 25. 68 ± 0. 46 28. 37 ± 0. 45
干旱 N1 16. 51 ± 0. 59 18. 66 ± 0. 78 21. 74 ± 0. 61 26. 06 ± 1. 10 29. 60 ± 0. 45 32. 00 ± 0. 34
干旱 N2 15. 62 ± 0. 36 19. 53 ± 0. 73 22. 92 ± 1. 52 28. 10 ± 1. 04 33. 65 ± 0. 87 36. 12 ± 0. 71
干旱 N3 17. 00 ± 0. 30 22. 17 ± 0. 61 26. 50 ± 1. 04 31. 59 ± 1. 15 35. 72 ± 1. 02 41. 25 ± 0. 39
干旱平均 16. 35 ± 0. 41 19. 68 ± 0. 53 22. 78 ± 0. 78 27. 35 ± 0. 71 31. 17 ± 0. 86 34. 44 ± 0. 42
在水分和施肥双重因素作用下,正常浇水中氮组
(N2)植株长势最好,叶片凋落少,分枝较多,株高最
高,增长速率最快,平均每天增高 0. 79 cm。说明施
肥能显著促进新银合欢幼苗的生长,促进其植株发
育[12]。随着施肥量的增加,当 N 的施用量超过
1. 72 g /株时,植株又表现为轻微的高氮抑制效应。
干旱对照组长势最差,植株多矮小、顶芽多萎蔫死亡、
增长速率最慢,平均每天增高为 0. 24 cm,叶片多失
绿凋落,生长明显受到影响。本研究结果得出,在正
常浇水和干旱条件下适当增施一定量的氮肥有利于
植株幼苗的生长。与周利平[13]等人对新银合欢的研
究结果相同。
氮是植物体内蛋白质的组成元素,是影响植物生
长势和生态系统生产力的主要元素[14]。分析新银合
欢幼苗在实验期间的生物质积累量发现,不管是正常
浇水还是受到干旱胁迫,氮素的添加均能促进新银合
欢幼苗生物量的积累(图 1)。但在浇水条件下生物
量的积累显著高于干旱胁迫,说明干旱胁迫是影响新
银合欢幼苗生物量累积的主要因素。分析施肥量对
新银合欢幼苗生物量累积的影响发现,随着施肥量增
加,干旱与浇水条件下新银合欢幼苗生物量积累量的
差值在减少:干旱胁迫造成低氮(N1)水平幼苗的生
正常; 干旱。
注:图中小写字母不同表示同一水分条件下,不同氮水平间差异
显著(p < 0. 05);大写字母不同表示同一氮素水平下,不同水分间
差异显著(p < 0. 05),下同。
图 1 不同土壤水分施肥条件下植株总生物量
物量减少量(1. 09 g)大于中氮(N2)和高氮(N3)水平
处理苗木生物量减少量(N2:0. 87,N3:0. 79 g),这说
明高氮提高了新银合欢幼苗对干旱胁迫的适应性。
2. 2 氮素水平对苗木生理生化性质的影响
2. 2. 1 幼苗电导率、叶绿素 a /b、可溶性糖含量变化
当植株受到干旱胁迫时,植株体内细胞脱水,破
坏了细胞膜的有序结构,使得细胞内电解质、氨基酸、
可溶性糖等物质向外渗漏,导致细胞的相对透性增
999
环 境 工 程
2016 年第 34 卷增刊
大,使植物细胞浸提液的电导率增大[15]。因此,植株
电导率高低是判断树木营养状况好坏的一项重要指
标,也是反映植株抗逆性强弱的指标之一。本试验结
果表明,正常浇水条件下,新银合欢幼苗电导率含量
维持在 0. 1 μS /(cm·g)左右,少量施肥可有效降低其
电导率,当施肥量超过 1. 72 g /株时,电导率又有增加
趋势,但植株生长未受影响。在干旱条件下,植株电
导率平均是正常浇水条件下近 3 倍,干旱胁迫组未添
加氮肥的电导率最高为 0. 352 μS /(cm·g),随着氮肥
的添加,新银合欢幼苗电导率含量呈快速下降(表
4),说明施加氮肥可显著提高新银合欢幼苗的抗旱
能力。但与浇水组表现相似,当施肥量超过 1. 72 g /
株时,电导率又有增加趋势,这可能是高氮又会降低
了土壤水分的渗透势,进而增加新银合欢幼苗水分吸
收的难度。该研究结果与王丽芳[16]对油松进行叶面
喷施氮肥对其电导率含量的影响和刘建荣[17]对卫矛
进行追肥实验对其电导率含量研究得出的试验结果
相似,说明施加氮肥对植物电导率的影响机理相同。
表 4 不同氮素水平下苗木电导率、叶绿素 a /b、可溶性糖含量变化
施肥方法
电导率 /(μS·cm -1·g - 1) 叶绿素 a /b 可溶性糖含量 /(mg·g - 1)
正常 干旱 正常 干旱 正常 干旱
CK 0. 105 ± 0. 015aB 0. 352 ± 0. 008aA 1. 85 ± 0. 11cB 2. 13 ± 0. 08cA 182. 6 ± 7. 6cB 204. 8 ± 15. 3cA
N1 0. 092 ± 0. 012bB 0. 281 ± 0. 011bA 2. 64 ± 0. 13bB 3. 38 ± 0. 18bA 210. 8 ± 18. 5bB 267. 3 ± 12. 8bA
N2 0. 089 ± 0. 009bB 0. 182 ± 0. 016cA 3. 28 ± 0. 15aB 3. 92 ± 0. 14aA 261. 8 ± 10. 6aB 323. 3 ± 9. 2aA
N3 0. 074 ± 0. 014cB 0. 214 ± 0. 005cA 3. 35 ± 0. 09aB 3. 69 ± 0. 21abA 278. 7 ± 6. 5aB 315. 8 ± 7. 3aA
平均值 0. 09 0. 257 2. 78 3. 28 233. 5 277. 8
叶绿体是植物光合作用过程中吸收光能的器官,
其中叶绿素是叶绿体中的主要色素,直接参与光合作
用中光能的吸收、传递、分配和转化等过程,也是叶片
功能持续时间长短的重要标志[18,19]。有研究表明,
植物在受到干旱胁迫时,叶绿素分解导致叶绿素含量
相应的降低及叶绿素 a /b比值降低。因此,可以用叶
绿素 a /b比值下降程度来评定植株的抗旱性[20]。叶
绿素 a /b方面(如表 4),相同施肥不同水分条件下新
银合欢幼苗叶绿素 a /b值为:正常浇水条件下的平均
值(2. 75)低于干旱胁迫条件下的平均值(3. 28),干
旱条件下施肥对 a /b 值的影响要显著高于正常浇水
下的影响(表 4)。同一水分不同氮素浓度条件下,正
常浇水条件下高氮组(N3)与低氮组(N1)和对照组差
异性显著(p < 0. 05),但与中氮组(N2)差异性不显著
(p > 0. 05)。干旱胁迫条件下高氮(N3)与中氮(N2)
差异性不显著,但与低氮组(N1)差异性显著。实验
结果显示:无论是在正常浇水还是在干旱胁迫条件
下,施高氮(N3)肥都有利于提高植物体叶绿素含量,
说明高氮有利于植物抗旱,使植物叶绿素含量增加。
其原因可能是叶色是作物氮素营养状况最敏感的指
标,叶色与叶片中含氮量呈正相关;当植株氮量增加
时,由于蛋白质合成增加,酶和叶绿素含量升高[21,22]。
可溶性糖是植物的主要光合产物。研究表明:水
分胁迫条件下植物渗透调节物质可溶性糖的增加可
以降低植物体内的渗透势,有利于植物体在干旱逆境
中维持体内正常的所需水分,提高植物的抗逆适应
性[23]。本研究中,浇水组对照的可溶性糖含量最低
(182. 7 mg /g),随着氮素的增加,植株中可溶性糖含
量也随之增加,可能是由于氮肥促进了植物的生长,
单位时间产生的碳水化合物增加[24],同时氮素也增
加了土壤渗透势,植株需要保持较高的可溶性糖以保
证其对土壤中水分的吸收[23]。干旱胁迫组随着氮素
的增加,植物植株中可溶性糖含量快速增加,说明氮
素可以有效提高新银合欢幼苗植株体内的可溶性糖
含量,增加其抗旱性。但当施肥量超过 1. 72 g /株时
(N2),可溶性糖含量又有下降趋势,说明高氮反而增
加了新银合欢幼苗的水分胁迫。因此,干旱条件下,
施加氮肥可以有效提高新银合欢幼苗的抗旱性,但施
肥量不宜超过 1. 72 g /株(N2)。
2. 2. 2 苗木游离脯氨酸、SOD、MDA含量变化
游离脯氨酸是一种调节渗透的物质,许多植物能
通过渗透调节物质来维持细胞一定的含水量和澎压,
从而维持细胞的正常生理功能。脯氨酸在植物生命
活动中具有独特的作用,特别是在植物处于逆境时体
内游离脯氨酸会大量积累[25]。本研究中,干旱胁迫
组植株体内游离脯氨酸含量总是显著高于浇水组也
证实了上述结论(图 2)。浇水条件下,氮肥的添加对
新银合欢幼苗植株体内的游离脯氨酸含量影响并不
显著(图 2);但干旱胁迫条件下,随施氮浓度的增加,
新银合欢幼苗植株体内的游离脯氨酸含量呈先增加
后减小的趋势,低氮组(N1)显著高于对照组(CK),
中氮组(N2)显著高于低氮组(N1)和高氮组(N3),而
0001
环 境 工 程
2016 年第 34 卷增刊
高氮组(N3)和低氮组(N1)差异性不显著(p >
0. 05)。研究表明,氮肥的施用增加了游离脯氨酸的
含量,但高氮组(N3)下的增量较中氮组(N2)小,与邵
芳丽[26]对岷江柏苗期耗水性研究的结果有所差异。
出现这样的可能原因如下:一方面干旱胁迫条件下,
过高施氮反而加重了土壤渗透胁迫,阻碍了植株对水
分和养分的吸收;另一方面,严重水分亏缺条件下,植
株生命代谢活动微弱,较高的氮水平可能导致植株
C、N 代谢紊乱,影响其抗旱生理功能的正常发挥[27]。
因此,通过控制施氮量可以有效提高新银合欢幼苗的
抗旱能力。
正常; 干旱。
图 2 不同氮肥条件下幼苗的游离脯氨酸含量变化
超氧化物歧化酶(SOD)是需氧生物中普遍存在
的一种含金属酶,其活性与植物抗性密切相关,较高
的 SOD活性是植物抵抗逆境胁迫的生理基础。当植
株遭受干旱胁迫时,其体内 SOD 活性呈上升趋
势[28]。相同施肥不同水分条件下幼苗 SOD 总活性
在干旱胁迫条件下均高于正常浇水条件,在低氮
(N1)和中氮(N2)水平条件下差异性显著(图 3)。同
一水分不同氮素梯度条件下,SOD 总活性(如图 3)
为:正常浇水条件下,对照组植株体内 SOD 总活性最
低,施肥量越高,SOD 活性越强。在干旱胁迫条件下
中氮组(N2)植株体内 SOD 总活性最高,但与低氮组
(N1)差异性不显著(p > 0. 05);对照组活性最低,与
中氮组(N2)差异性显著(p < 0. 05)。研究结果说明,
施氮提高了苗木 SOD 的总活性,起到防御活性氧或
其他过氧化物自由基对细胞膜系统的伤害,从而避免
植物遭受伤害,提高了其自身抗旱能力。
丙二醛(MDA)是植物细胞膜脂质过氧化作用的
产物,当植株处于干旱胁迫条件下时,植株体内 MDA
含量增加,MDA 含量的积累能破坏细胞膜的结构和
功能,引起细胞膜功能紊乱,其含量可反映植株生理
正常; 干旱。
图 3 不同氮肥条件下幼苗 SOD含量变化
代谢活动的强弱和植株遭受伤害的程度[29]。本研究
中,相同施肥不同水分条件下幼苗 MDA 含量的值在
正常浇水条件下均低于干旱胁迫条件下,且差异性显
著,说明水分对 MDA含量的影响更明显(图 4),与陈
歆[30]对槟榔幼苗在不同水分条件下得出的 MDA 结
果变化基本相一致。相同水分不同氮素水平条件下,
幼苗 MDA含量具体表现为:1)正常浇水条件下,中
氮组(N2)植株 MDA 含量最低;在测定结果中,正常
供水处理的植株除中氮组外,其他组 MDA 含量前后
波动均不明显,差异性不显著(p > 0. 05);2)干旱胁
迫条件下,对照组植株 MDA 含量最高,中氮(N2)组
含量最低;低氮(N1)跟高氮(N3)水平条件下含量差
异性不显著(p > 0. 05),整体变化呈先下降后上升趋
势;3)植株 MDA 含量的变化对氮肥有一定的敏感
性,干旱胁迫条件下所有施加氮肥的植株体内 MDA
含量均低于对照组,这与刘艳等[31]人对玉米的研究
结果相似。因此,在一定干旱情况下施加中等浓度的
氮(N2)可以更有效地降低新银合欢苗木丙二醛含
量,提高植物生理活性,减小植株遭受伤害的程度,增
强植株幼苗抗旱能力。
3 结 论
本研究中,不同土壤水分、不同氮素浓度条件下,
新银合欢的植株生长状况、总生物量、电导率、叶绿素
a /b、可溶性糖含量、游离脯氨酸、SOD、MDA 等生理
生化指标值均呈现出不同的变化趋势。不同水分相
同施肥条件下,常规浇水各组新银合欢幼苗长势均比
干旱施肥条件良好,总生物量也比干旱施肥时高。但
电导率、叶绿素 a /b、可溶性糖含量、游离脯氨酸、
SOD、MDA值均低于干旱胁迫组的,说明水分胁迫是
影响新银合欢幼苗植株生长及其生理生化指标的主
1001
环 境 工 程
2016 年第 34 卷增刊
正常; 干旱。
图 4 不同氮肥条件下幼苗 MDA含量变化
要限制因子。施肥可以有效改善新银合欢幼苗对干
旱的适应性,主要表现为:正常浇水条件下,随着施肥
量的增加,电导率、叶绿素 a /b、可溶性糖含量、游离
脯氨酸、SOD、MDA 等生理指标变化并不显著,但植
株的生长量却有显著提高,说明在水分充足条件下,
施肥促进了植株生物量的积累;而干旱施肥条件下,
随着施肥量的增加,电导率、叶绿素 a /b、可溶性糖含
量、游离脯氨酸、SOD、MDA 等生理指标均出现了显
著变化。其中,叶绿素 a /b、可溶性糖含量、游离脯氨
酸和 SOD含量快速增加,而电导率和 MDA却显著下
降,这些指标均显示氮肥的添加可以显著提高新银合
欢幼苗对干旱的适应性。但当施肥量超过 1. 72g /株
时(N2),各项生理指标又呈反向变化趋势,说明过多
施加氮肥将加剧新银合欢幼苗的水分利用难度。
综上所述,新银合欢幼苗受土壤水分及施肥变化
影响显著,且具有较强的适应,在水分充足条件下,施
肥可以促进新银合欢幼苗的快速生长和生物量的积
累;干旱条件下,施加氮肥可以有效提高新银合欢幼
苗对干旱的适应性,但施肥量不宜超过 1. 72 g /株
(N)。新银合欢已经成为金沙江流域边坡恢复的主
要物种,建议也可以将新银合欢列为其他水利水电工
程边坡植被恢复物种的备选物种,但在应用中应加强
生态修复的前期管理,以保证生态修复的效果。
参考文献
[1] 方樟林,金林环,李燕.试谈水利水电工程对环境的影响及应对
之策[J]. 科技致富向导,2013(11):371.
[2] 谭少华,江溢敏.高速公路边坡生态防护技术研究进展与思考
[J].水土保持研究,2004,11(3).
[3] 邓辅唐.高速公路边坡生态恢复研究进展[J].中国水土保持,
2005 (7):48-50.
[4] 高强,张平仓.岩质边坡植被恢复技术的问题与建议[C]/ /中
国水土保持学会工程绿化专业委员会、北京林业大学边坡绿化
研究所.工程绿化理论与技术进展———全国工程绿化技术交流
研讨会论文集,2008:4.
[5] 方海东,纪中华,杨艳鲜,等.金沙江干热河谷新银合欢人工林
物种多样性研究[J].水土保持研究,2005(1):135-137.
[6] 陈秀兰.新银合欢营养成分分析研究[J].热带作物研究,1984
(4):87-89.
[7] 余雪梅.新银合欢营养成分分析及饲用研究[J]. 四川畜牧兽
医,2012(11):30-31.
[8] 徐英宝,郑镜明.新银合欢对土壤适应性研究[J]. 林业科技通
讯,1990(4):15-18.
[9] Bai L,Chen F Q,Huang Y. Temporal Variation of Leucaena
Leucocephala Seedings in Soil Conservation and Slope Protection
[C]∥ Asia-Pacific Energy Equipment Engineering Research
Conference,Zhuhai,China,2015(9) :413-416.
[10] 郭甜,何丙辉,蒋先军,等.新银合欢篱对紫色土坡地土壤有机
碳固持的作用[J].生态学报,2012(1):190-197.
[11] 李合生.植物生理生化实验原理和技术[M].北京:高等教育出
版社,2000:11.
[12] 刘勇.苗木质量调控理论与技术[M].北京:中国林业出版社,
1999.
[13] 周利平,和亚珺,马焕成,等.不同水分条件下施肥对新银合欢
苗木抗旱性的影响[J]. 江西科学,2010(3):311-319,358.
[14] Peter B R,David F G,John D A. Nitrogen mineralization and
productivity in 50 hard wood and conifer stands on diverse soils
[J]. Ecology,1997,78(2) :335-347.
[15] 赵燕燕.鸢尾属几种植物的抗旱性研究[D].南京:南京林业大
学,2007.
[16] 王丽芳.叶面喷施氮肥对油松生长及电导率、丙二醛含量的影
响[J].山东林业科技,2014(4):64-66.
[17] 刘建荣.追肥对卫矛可溶性蛋白、电导率及叶绿素含量影响的
研究[J].中国农学通报,2012,19:56-59.
[18] 卢从明.水分胁迫对光合作用影响的研究进展[J]. 植物学通
报,1994,11(增刊):9-14.
[19] 吴林.淹水和干早条件下北空越桔生理反应的研究[J]. 果树
科学,1998,15(2):137-140.
[20] 张明生,谈锋.水分胁迫下甘薯叶绿素 a /b 比值的变化及其与
抗旱性的关系[J].种子,2001(4):23-25.
[21] Tesha AJ,Kumar D. Effects of fertilizer nitrogen on drought
resistance of coffea arabica L[J]. Agri Sci,1978,90:625-631.
[22] 谢华,沈荣开,徐成剑,等. 水、氮效应与叶绿素关系试验研究
[J].中国农村水利水电,2003(8):40-43.
[23] 柴成林,李绍华,徐迎春.水分胁迫期间及胁迫解除后桃树叶片中
的碳水化合物代谢[J].植物生理学通讯,2001,37(6):495-498.
[24] 张超男,赵会杰,王俊忠,等. 不同施肥方式对夏玉米碳水化合
物代谢关键酶活性的影响[J]. 植物营养与肥料学报,2008
(1):54-58.
[25] 丁玉梅,马龙海,周晓罡,等.干旱胁迫下马铃薯叶片脯氨酸、丙
二醛含量变化及与耐旱性的相关性分析[J]. 西南农业学报,
2013(1):106-110.
(下转第 1007 页)
2001
环 境 工 程
2016 年第 34 卷增刊
时,需根据污染物及场地情况,因地制宜选择合适的
修复剂,设计最优的修复方案,获得最高修复效率。
参考文献
[1] HO S V,Sheridan,P W,Athmer C J,et al. Integrated in situ soil
remediation technology:The lasagna process[J]. Environ Sci
Technol,1995,29:2 528-2 534.
[2] Gates D D,Siegrist R L,Cline S R. Chemical Oxidation of
Contaminants in Clay or Sandy Soil [C]/ /ASCE National
Conference on Environmental Engineering, 1995, Pittsburgh:
American Society of Civil Engineering.
[3] 蒋小红,喻文熙,江家华,等. 污染土壤的物理 /化学修复[J].
环境污染与防治,2006,28(3):210-214.
[4] 刘惠,陈奕. 有机污染土壤修复技术及案例研究[J]. 环境工
程,2015,33:920-923.
[5] 孙燕英,陈鸿汉,何炜,等. 土壤中石油类污染物的化学氧化去
除研究[J].土壤,2008,40(1):130-134.
[6] 骆永明. 污染土壤修复技术研究现状与趋势[J]. 化学进展,
2009,21:558-565.
[7] 于颖,周启星. 污染土壤化学修复技术研究与进展[J].环境污
染治理技术与设备,2005,6(7).
[8] 周启星.土壤环境污染化学与化学修复研究最新进展[J]. 环
境化学,2006,25(3):257-265.
[9] Tratnyek P G,Johnson T L,Warner S D,et al. In situ treatment
of organics by sequential reduction and oxidation [C] ∥
International Conference on Remediation of Chlorinated and
Recalcitrant Compounds,Monterey,Calif,1998:371-376.
[10] 崔英杰,杨世迎,王萍,等. Fenton 原位化学氧化法修复有机
污染土壤和地下水研究[J]. 化学进展,2008,20(7):1196-
1201.
[11] 冯双剑,胡波,李海建. 一种用于修复有机污染土壤的电动强
化氧化工艺:CN103521509A[P]. 2014.
[12] 赵丹. 焦化工业场地有机污染土壤的化学氧化修复技术[D].
武汉:华中农业大学,2010.
[13] 金圣圣,张丽梅,贺纪正. 锰氧化物与环境中有机物的作用及
其在环境修复中的应用[J]. 环境科学学报,2008,28(12):
2394-2403.
[14] 李媛,魏东斌,杜宇国. 锰氧化物对有机污染物的转化机制研
究进展[J]. 环境化学,2013(7).
[15] 汤艳杰,贾建业,谢先德. 铁锰氧化物在污染土壤修复中的作
用[J]. 地球科学进展,2004,17(4):557-564.
[16] 郭涓,杨玉盛,杨红玉,等. 高锰酸钾氧化修污染土壤中菲和
芘的研究[J]. 农业环境科学学报,2010,29(3):471-475.
[17] 龙安华,雷洋,张晖. 活化过硫酸盐原位化学氧化修复有机污
染土壤和地下水[J]. 化学进展,2014(5):898-908.
[18] 晏井春. 含铁化合物活化过硫酸盐及其在有机污染物修复中
的应用[D]. 武汉:华中科技大学,2012.
[19] 曾彪. 铁化合物活化过硫酸钠氧化修复多氯联苯污染土壤研
究[D]. 杭州:浙江大学,2014.
[20] 魏海江,杨兴伦,叶茂,等. 活化过硫酸钠氧化法修复 DDTs污
染场地土壤研究[J]. 土壤,2014(3).
[21] 樊广萍,仓龙,刘德宏,等. 电动强化过硫酸钠修复多氯联苯
污染土壤的研究[J]. 农业环境科学学报,2015,34(5):859-
865.
[22] 燕启社. Fenton 氧化及其改进技术修复芘污染土壤的研究
[D]. 天津:南开大学,2006.
[23] Virkutyte J, Sillanpaa M, Latostenmaa P. Electrokinetic soil
remediation-critical overview[J]. Sci Total Environ,2002,289:
97-121.
[24] Gates-Anderson D D,Siegrist R L,Cline S R. Comparison of
potassium permanganate and hydrogen peroxide as chemical
oxidants for organically contaminated soils[J]. J Environ Eng,
2001,127:337-347.
第一作者:林雅洁(1990 - )女,硕士,工程师,主要研究方向为污染场
地修复技术。
櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅
linyj@ huanke. com. cn
(上接第 1002 页)
[26] 邵芳丽.施氮对岷江柏苗期耗水性的影响[D].成都:四川农业
大学,2009.
[27] 范阳阳.土壤水分和氮素有效性对刺槐碳、氮代谢以及抗旱性
的影响[D].西安:西北农林科技大学,2012.
[28] 李滨胜,周玉迁,潘杰,等.干旱胁迫下细叶景天生理生化指标
的变化[J].北方园艺,2010,16:105-107.
[29] 胡佳佳,裴宗平,刘田,等.几种常用屋顶绿化植物的耐热性评
价[J].环境科学与技术,2011(1):187-190.
[30] 陈歆.土壤水分胁迫对槟榔幼苗生理生态特性的影响[D]. 海
口:海南大学,2010.
[31] 刘艳,安景文,华利民,等.氮肥不同施用时期对春玉米早衰的
影响[J].土壤通报,2011(4):902-905.
第一作者:徐建霞(1988 -),硕士研究生,主要从事恢复生态和生态工
程方面研究。529438648@ qq. com
7001
环 境 工 程
2016 年第 34 卷增刊